石油开发-油水井长胶筒封隔器封堵技术

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1、油水井长胶筒封隔器封堵技术高志刚摘要：本文针对大庆喇嘛甸油田的开发现状，提出了小夹层与无夹层机械封堵工艺，设计、试验了对小夹层能够进行反向封隔，对无夹层井段能够封堵炮眼的长胶筒封隔器。该封隔器采用扩张式胶筒，最大长度达到3m，座封方式为液压座封，支撑方式分为支撑式与悬挂式，解封方式分为上提解封与旋转解封，组合成三种系列封隔器，具有高承压的特性。通过应用，长胶筒封隔器在笼统注聚井、分层注水井和采油井堵水上，利用不同的封堵管柱，有效控制了驱替液的无效注采，形成了大庆油田特高含水期厚油层细分挖潜的配套工艺，取得了较好的经济效益。关键词：封隔器细分注水分层采油厚油层1长胶筒封隔器的特点及技术参数1

2、.1长胶筒封隔器的基本原理及特点大庆喇嘛甸油田为控制无效注采循环现象，提高注水波积系数，多年来，通过各种方式进行了细分注水与堵水，收到了一定的效果。但是对于没有稳定隔层或小夹层的井，采用常规工艺无法实现机械分层注水与分层堵水。因此提出了开发长胶筒封隔器进行厚层层内封堵与小夹层反向封隔的技术思路，可以实现层内封堵与细分注水的目的，从而提高油、水井的开发效果。长胶筒封隔器的特点首先是利用封隔器的胶筒来封堵套管上的炮眼，从而阻断高渗透层注入通道，强制注入液进入低渗透层，达到提高注入液利用率或减少采出液的目的。该技术的关键是封隔器胶筒的长度和强度达到既能封堵炮眼，又能长期座封，同时具有高承压易解封

3、的特点。长胶筒封隔器的另一个特点是利用封隔器胶筒的长度对小夹层进行反向封隔。常规油水井管柱设计中，每1000m管柱的允许误差为0.03%，当夹层厚度小于0.5m时，采用常规压缩式封隔器无法进行封隔油层，而采用长胶筒封隔器则可以进行反向封隔，即用封隔器胶筒的长度，补偿管柱误差。例如，当夹层厚度为0.4m时，采用胶筒长度1m的封隔器，即使出现±0.3m的误差，夹层仍然被胶筒覆盖，只是夹层上部或下部赔偿封堵一部分炮眼。2001年研制了K342-114和K141-114型长胶筒封隔器，2004年又研制了K341-114型,长胶筒规格为1m、2m和3m，承压达到20MPa，单级最大解封负荷4.5KN

4、。K342-114型和K141-114型长胶筒封隔器均6是压差胀封式注水封隔器，当油套压差在1MPa以上，流体从水孔顶开锥形阀进入胶筒与中心管空间，封隔器胶筒向外扩张，将油套环形空间上下隔开，达到分层的目的[1]。座封时，从油管加压，液体经单流阀进入胶筒与中心管的间隙，胶筒扩张，当中心管液体压力下降后，单流阀关闭，胶筒保持扩张状态；解封时，只要旋转（K342-114型）或上提（K141-114型）封隔器，胶筒依靠与套管的摩擦力处于不动状态，解封销钉剪断，使胶筒与中心管内的压力泄掉，胶筒收缩，即完成解封。K341-114型长胶筒封隔器为悬挂式上提解封结构，主要对解封方式做了改进，将原有的座封

5、阀同时设计成顶杆式解封阀，即座封加压孔亦为解封孔，大大提高了封隔器密封、解封性能，与K141-114型相比无须压油管头工序，与K342-114型相比解封简单，密封及解封性能更加可靠。1.2长胶筒封隔器的检测试验及技术参数1.2.1长胶筒封隔器的承压试验在地面模拟试验中，当注入压力达到20MPa时，封隔器胶筒从套管炮眼中挤出，168小时后使其解封，检查胶筒完好，技术指标达到了设计要求（表1），因此这种封隔器可以用来封堵套管炮眼。表1K342和K141型封隔器技术参数胶筒长度mm胶筒厚度mm最小内径mm最大外径mm工作压力MPa工作温度℃100020003000255011415901.2.2

6、长胶筒封隔器的解封试验K141-114型封隔器为支撑式封隔器，该封隔器解封时只要上提管柱，解封活塞打开，胶筒内液体泄掉，封隔器解封；K341-114型封隔器同样为上提解封式，只是解封时需要克服解封销钉的剪切力；K342-114型封隔器为悬挂式封隔器，采用旋转解封机构，解封时，正转油管，解封销钉剪断，解封活塞打开，胶筒内液体泄掉，封隔器解封。在模拟套管中，5次解封旋转扭距测试数据见表2。6表2K342-114封隔器销钉解封参数销钉直径mm4.03.03.02.52.0解封扭距kNm4.33.94.13.22.81.2.3长胶筒封隔器的井下试验参数为了验证长胶筒封隔器的解封性能，2003年7月

7、，在7-P2835井进行了K141-114型长胶筒封隔器拔封试验，该井设计采用2级2米长胶筒封堵层位，1年后起原井管柱拔封负荷160kN，起出检查胶筒完好无损。2003年8月在8-252井进行了K342-114型封隔器的解封拔封试验，井下有1级长胶筒封隔器和2级Y341-114封隔器，已经在井下工作11个月，解封最大旋转力约3.5KN，解封正常，起出检查封胶筒完好。2004年5月在5-P2025井进行了K341-114型